CFD assessment of a steady and pulsed jet in a catalytic converter with a 2D mesh and a 3D mesh

Abstract

[ES] Debido al aumento de la contaminación de los automóviles, la industria automovilistica ha incluido convertidores catalíticos en sus tubos de escape. Pero el comportamiento de flujo dentro del monolito catalítico y en el difusor afecta altamente al rendimiento y la eficiencia de estos sistemas. En este estudio se ha aplicado a esta configuración un análisis CFD a través del software OpenFOAM. El modelo de turbulencia v2f se ha utilizado para la evaluación de las condiciones de flujo constante y transitorio. Además, cada una de las condiciones de flujo se ha analizado en mallado 2D y en otro 3D. Los resultados para el flujo constante se han validado respecto los datos medidos por la técnica HWA (Hot wire Anemometry). Se ha encontrado que la configuración con la malla 3D captura mejor el flujo en la primera parte de la distancia lateral mientras que la malla 2D captura mejor el segundo pico de velocidad. Finalmente, con respecto a los resultados del flujo pulsado, se han comparado los contornos de velocidad para ambos casos, dándose cuenta de que son similares.

[EN] Due to the increase of cars pollution, the automotive industry has included catalytic converters to its exhaust gases in the vehicles. But the flow behavior inside of he catalytic monolith and in the diffuser affects highly to the performance and efficiency of this systems. In this study a CFD analysis through the software OpenFOAM has been applied to this configuration. The v2f turbulence model have been used for the assessment of the steady and transient flow conditions. Moreover, each flow conditions have been analyzed in a 2D mesh and a 3D one. The results for the steady flow have been validated against a measured data by the HWA (Hot wire Anemometry) technique. It has been found that the configuration with the 3D mesh capture better the flow bwhviour in the first part of the lateral distance while the 2D mesh capture better the second peak of velocity. Finally, regarding the pulsating flow results the velocity contours for both cases have been compared realizing that they are similar.